Você consegue encontrar a frequência de ressonância?
Prenda numa régua algumas fitas de papel de diferentes comprimentos,…
…e fixe-as formando círculos.
O que muda com massa adicional?
Um efeito que também é usado para estabilizar edifícios contra terremotos.
www.ciesacao.org | Os experimentos mão na massa da Ciênsação são publicados como Recursos Educacionais Abertos sob a licença Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Você consegue encontrar a frequência de ressonância?
Prenda numa régua algumas fitas de papel de diferentes comprimentos,…
…e fixe-as formando círculos.
O que muda com massa adicional?
Um efeito que também é usado para estabilizar edifícios contra terremotos.
Círculos oscilantes
Um sistema mecânico, seja ele um minúsculo relógio ou um arranha-céu, tem uma frequência de ressonância que depende da rigidez, da massa e de outros parâmetros. Círculos feitos de papel e com diferentes tamanhos podem nos ajudar a construir um modelo simples e seguro e assim ter uma noção desse fenômeno onipresente.
Encontrar a frequência de ressonância de um sistema mecânico.
Observar como a massa pode ser usada para amortecer oscilações.
Folha de papel
Fita adesiva
Clipes de papel
Faça quatro círculos de papel de tamanhos diferentes e prenda-os a uma régua. Em seguida, agite lentamente a régua em sua lateral, e vá aumentando a agitação pouco a pouco.
1. Em que momento cada círculo de papel vibra de forma particularmente forte?
2. Se você anexar um clipe a um círculo, como muda a forma de oscilação?
(se for necessário)
Se você pressionar ligeiramente na parte superior de cada círculo, que diferença você percebe?
› Os círculos maiores são mais fáceis de deformar do que os menores, o que significa que eles têm uma rigidez menor.
Quais são as diferenças entre os círculos?
› Com o tamanho muda a massa e a rigidez dos círculos.
O círculo maior começará a oscilar fortemente em uma frequência baixa. À medida que aumenta a frequência, o círculo maior se move menos e o círculo seguinte começa a vibrar – cada um segundo a sua própria frequência de ressonância que depende da respectiva massa e rigidez.
Colocar um clipe de papel, não só aumenta a massa total – e, assim, reduz a frequência de ressonância – mas também adiciona inércia na parte superior, mudando a maneira de oscilação do círculo. Você pode ver isso claramente quando colocar o clipe de papel no outro lado do círculo. Esse efeito pode ser usado para amortecer oscilações, por exemplo para estabilizar arranha-céus quando o chão está tremendo. Um exemplo disso é o edifício Taipei 101 (em Taiwan, com 508 m de altura) que tem um amortecedor de massa de 660 toneladas perto do topo que se balança como um pêndulo para compensar o movimento do edifício.